浅析新能源电动汽车事故类型及处置对策

作者简介：何庆平（1989-），男，汉族，甘肃定西人，本科，初级专业技术职务，研究方向：灭火救援。

摘要：随着经济社会的快速发展，低碳经济已逐渐成为目前发展的一个新领域，各项新能源电动工具已随处可见。新能源汽车火灾事故处置是目前火灾扑救的一个全新课题。未来新能源汽车将会占据交通工具的主导地位，尤其在民众日常出行方面发挥重要作用。本文通过分析新能源汽车工作原理和火灾特性，针对性提出一些处置办法和防范措施，旨在提升队伍实战救援水平。

关键词：目前前景；结构原理；火灾特点；原因分析；处置对策

引言

新能源汽车发生火灾事故，极易引燃周围车辆。如果发生碰撞事故，极易引起汽油车辆起火，救援现场变得更加复杂，救援难度会持续增加。随着经济社会的发展，新能源汽车在交通工具中呈现上升趋势，日常的行驶里程和续航时间也在逐年上升。购买新能源汽车的需求也在逐年攀升，是未来发展的一个主要领域。^[1]

一、新能源汽车工作原理及结构特点

新能源汽车主要分为纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）、插电式混合动力（PHEV）三种类型。

（一）纯电动汽车（BEV）

纯电动汽车以电作为驱动力，通过蓄电池达到行驶里程的目的。目前，新能源纯电动汽车占据市场的80%左右，其主要代表车型有蔚来、特斯拉、比亚迪EV等。

（二）混合动力汽车（HEV）

混合动力汽车同时装备两个及两个以上驱动装置，日常混合动力汽车多数采用内燃机燃料和蓄电池作为动力来源。由单个或者两者共同提供汽车动力来源，在一定程度上能达到节能减排的效果。该类车型前期主要以蓄电池为动力，在工作的同时也在为电池蓄电，代表车型为丰田双擎、奔驰+48V轻混车型等。^[2]

（三）插电式混合动力（PHEV）

插电式混合动力汽车既有传统汽车的多数部件，也含有电动车的电池、电机、控制电路等，电池容量相对较大，可以采取外部充电，理论数值有50-100公里的续航能力，发动机驱动时可向电池反向充电。代表车型主要分为三大类：一是以大众GTE系列为代表的“燃油改”；二是以丰田双擎E+X系列为代表的“双擎改”；三是以理想ONE为代表的增程式插电混合动力，发动机不直接驱动车辆，而是为电池充电。

新能源电动汽车主要由电源系统、驱动电机系统、整车控制器、辅助系统等部件组成。电动汽车的主要动力来源是电池组，它的作用就是给电动机提供电能，跟传统燃料汽车的油发挥着一样的作用。动力电池组通常由多个电芯串并联在一起，形成不同的电池组，多个电池组再经过组装形成一个强大的电池包，作为主要动力源。锂电池按结构可分为软包、方形、圆柱三种，目前市场上每种都有成批的生产规模。常见的锂电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。磷酸铁锂电池热稳定性相对较好，比较安全，自身能量密度相对较小。三元锂电池的能量密度相对更大，能够保证新能源汽车的续航时间，目前已逐步取代磷酸铁锂电池成为新能源汽车的主要动力来源。三元锂电池的适应温度为零下20℃至零上60℃之间，一般工作温度为0℃至零上40℃之间，低于0℃电池性能就会下降，高于极限温度就会发生热失控。锂电池发生燃烧现象，是因为电池组温度不同步且都在上升，发生了热失控，进而自燃爆炸。

二、新能源电动汽车火灾事故特点

新能源电动汽车主要以锂电池作为主要动力来源。由于是一个全新领域，受各方面因素的影响，容易引发火灾事故，其火灾事故主要有以下特点。

（一）燃烧速度快，高压电击风险大

锂电池高温一旦失去控制，就会出现局部空间的温度升高，超过安全范围以后，就会不同程度出现冒烟甚至燃烧变形。实验表明，电池燃烧从火焰喷出到最终完全充分燃烧不到20秒左右，整个燃烧过程中产生的热量非常大，燃烧温度可达到900℃以上，周围的易燃物质可瞬间引燃。以上数据说明电池具有燃烧速度快、温度高、火焰大的特点，日常的灭火救援难度很大。通过对电动汽车锂电池进行专门实验，3分钟内完全起火后，如果不能得到有效控制，整个车辆基本会成为一个“骨架”，在猛烈燃烧状态下，很难对整个车体进行有效扑救。目前市场上的各个企业为了占据市场的主导地位，不断提升车辆续航时间、充电速度、各项服务，对电池的各项要求也越来越高。为了展现电动汽车的优良动力输出及良好性能，电池的电压往往是一个很重要的指标。当前市面上在售的电动汽车电池电压已经达到了300V至800V。面对如此高的电压，如果整个车身发生火灾事故，车体电池的绝缘系统会失效，现场容易发生触电事故。因此，在救援过程中，如果不能掌握现场电压，就会出现电击情况，严重威胁救援现场人员安全。^[3]

（二）存在爆炸危险和有毒气体危害

电池组作为一个完全封闭的压力容器，如果热量失控过高，电池将会在短时间内产生有毒有害气体，使电池内部气压持续不断升高，电池内部压力很有可能超过它的极限安全范围。有些电池长时间使用，安全性能有所下降，在外界因素的作用下产生大量气体，冲破防爆膜，最终引起电池爆炸。在电解质中，六氟磷酸锂受热易分解产生五氟化磷。五氟化磷与电解液溶剂反应产生有毒、有害、强腐蚀的氟化氢气体，会严重损伤人的呼吸道、眼、皮肤等器官，密闭空间会造成一定的减光性，使眼前一片模糊，可引起支气管炎和肺炎。电池隔膜燃烧产生一氧化碳、醛等，其他部位燃烧还有挥发性有机物、氢气、二氧化碳、一氧化碳以及包含镍、铝、锂、铜、钴和氟化氢微粒等，对人体具有毒害性。^[4]

三、新能源电动汽车火灾处置对策

结合青海总队总结的围挡泡沫灭火冷却、底盘冷却覆盖控制、隔爆挡火防护、底盘浸泡封控、整车封控转运、高压直流电侦检引流技术、有毒易爆气体抽排过滤技术、前突快速处置技术、车辆疏转技术等13项技术，根据不同的救援场景，可以灵活运用。^[5]

（一）漏电处置

1.个人防护。进入漏电事故区域，救援人员要做好个人防护，穿戴电绝缘服、绝缘靴、绝缘手套等防护装备，同时配备漏电检测仪、万用表、绝缘工具、绝缘胶垫、接地线（棒）、绝缘胶带等器材，严禁直接或间接碰触漏电车辆。

2.断电处理。关闭车辆的启动开关，将车辆钥匙拿到使用距离外，切断高压线路。

3.接地处理。利用接地线（棒）将事故车辆与大地相连，形成闭合回路，将泄漏的静电引入地下。

4.查找并修复漏电部位。利用漏电检测仪查找事故车辆的漏电部件，在专业技术人员的指导下拆除或修复漏电部件。

（二）电解液泄漏处置

1.疏散隔离。到达现场后，要第一时间对现场进行警戒，联系公安及属地相关部门第一时间将无关人员疏散至事故区域的上风向安全区内，严格控制用火用电，调集砂石对泄漏物质进行掩埋。

2.侦察检测。救援人员在询问知情人的基础上，利用可燃、有毒气体检测仪检测事故区域内可燃及有毒气体的浓度，尽可能查明泄漏部位、泄漏量等情况，向指挥部做好汇报。

3.稀释防护。利用喷雾水枪掩护从上风方向进入事故区域，通过水驱动排烟机正压送风、喷雾水稀释等方式驱散、稀释现场有毒、可燃气体，做好实时监测，降低毒气带来的危害。

4.漏液处理。查找到泄漏源，并在厂家或专业技术人员的指导下，将泄漏部位的电池拆除。当泄漏较小时，可用大量的水冲洗。当泄漏量大时，可构筑围堤或挖坑收容泄漏的电解液，并用泡沫覆盖，形成保护层。

5.人员救护。当电解液溅到身体上时，用大量水冲洗再用弱碱性皂液冲洗；当有人员中毒时，应及时转移至上风方向，使其呼吸新鲜空气；情况严重时，应在现场采取供氧和心肺复苏等急救措施。

6.现场洗消。处置电动汽车电解液泄漏事故后，由于电解液具有腐蚀性、毒性等危害，应在现场设置洗消站，利用洗消剂、肥皂水、清水等对进入事故区域的人员、器材装备进行洗消防护，在确保洗消合格后方可离开事故现场。

（三）火灾扑救措施

1.引导疏散人员车辆。救援人员到场后，应及时将无关人员疏散至安全范围，并协调交通、路政等部门清理现场周围的无关车辆，防止火势波及周边车辆，造成火势蔓延扩大；对于未能及时疏散撤离的人员和车辆应合理设置水枪阵地或者铺设水幕水带对其进行冷却、隔离保护。

2.现场侦察。现场侦察可以采取询问知情人、深入现场内部实地侦察、仪器侦察等方式进行。主要侦察和掌握事故被困人员及伤亡情况；救人是否需要破拆以及破拆的途径及方法；事故电池受损情况，有无漏电、电解液泄漏等次生危害，有无爆炸可能性。

3.积极救助被困人员。如果事故现场有人员被困，应将救人作为处置的重点环节。如果火势威胁较小，救援人员应第一时间组织抢救被困人员，然后组织灭火战斗；如果现场火势较大，应边灭火边救人。在抢救被困人员时，救援人员应使用喷雾水枪对被困人员实施冷却保护，防止热辐射对救援人员和被困人员造成伤害。

4.科学选用灭火剂。锂离子电池火灾是以C类火灾为主的复合型火灾。通过文献调研发现，国内外针对车用动力锂离子电池热失控初期火灾抑制开展了许多研究，对不同灭火介质的研究取得了一定进展，获得了全氟己酮、细水雾、七氟丙烷、干粉等灭火剂对锂离子电池热失控的抑制效果和规律。美国消防研究基金会研究发现，持续使用大量水能有效扑灭电动汽车火灾，但水会引发爆炸和反应产生氢气等。国内机构开展了氧化碳、ABC干粉和3%的水膜泡沫灭火剂18650型钴酸锂离子火灾试验，发现以上灭火剂均能熄灭明火，但是电池会发生复燃，复燃时间与灭火剂的冷却能力有关。采用七氟丙烷、全氟己酮作为酸锂电池火灾的灭火剂，试验表明七氟丙烷和全氟己酮对锂离子电池热失控均有良好的抑制降温效果。开展了全氟己酮和细水雾抑制大容量三元锂电池热失控研究，结果表明10MPa高压细水雾和全氟己酮均能有效扑灭明火，但细水雾降温效果更好。对全氟己酮抑制三元电池热失控进行了研究，结果表明较高剂量的全氟己酮对锂离子电池燃烧有抑制作用，剂量较低时反而对锂离子电池燃烧有促进作用^[6]。

5.控制和扑灭火势。电动汽车动力电池火灾明火难以直接扑灭，可采用控制燃烧的方法进行处置和隔绝。一般从上风方向利用直流水枪将外部明火扑灭后，继续使用开花水枪对故障电池组进行灭火。若有爆炸的可能，救援人员应使用移动消防炮、自摆炮等远程射水器具对剧烈燃烧的电池及相邻电池组进行冷却，直到电池无烟雾冒出，才算被扑灭。电动汽车火灾现场烟雾浓、毒性较大，在灭火的同时，应使用移动式水力排烟机进行正压送风、赶烟、堵烟、排烟，有利于提高现场能见度，保护救援人员安全，还有助于降低电池环境温度，提高散热效率，进一步提高灭火效率^[7]。

结语

新能源汽车火灾扑救需要队伍在理论知识储备、现场管控、措施方法等多个方面进行积极探索。针对不同情况采取有效的处置措施，不断加强对新能源汽车火灾扑救的研究，对锂电池结构清晰了解，从救援方式和装备配备上进行优化，最大限度减少漏电、燃烧、电解液喷溅、爆炸等对现场救援人员的伤害^[8]。新能源汽车作为一个全新的领域，是消防救援队伍面临的一个全新课题，需要不断提升对此类事故的处置能力，在保障救援人员自身安全的前提下，最大限度提升现场救援处置效率，降低人民群众生命和财产损失。

参考文献

[1]何正友，向悦萍，杨健维，等.电力与交通系统协同运行控制的研究综述及展望[J].全球能源互联网，2020，3（06）：569-581.

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[4]孙瞳.电动汽车事故救援中存在的问题及对策研究[J].幸福生活指南，2020（21）：123-123.

[5]张亚军，任高晖，李君杰.基于某电动汽车高压电碰撞安全设计与防护[J].汽车安全与节能学报，2017，8（04）：388-396.

[6]张东明，张晓云.电动汽车电池组特征分析及安全防范措施研究[J].机械制造与自动化，2018，47（01）：193-196.

[7]陈宣名，高硕，韩志鹏.新能源电动汽车交通事故救援技术分析[J].消防界（电子版），2022，8（24）：78-80.

[8]李红军，李旭，李星彰，等.汽车仿生防撞主梁设计与碰撞性能研究[J].重庆理工大学学报（自然科学），2023，37（08）：85-91.